| Sciences physiques | Document professeur | Quelle est la différence entre une pile saline et une pile alcaline ? |
La pile est un dispositif principalement composé extérieurement de 2 électrodes (pôle positif et pôle négatif) dont le fonctionnement interne est lié à des réactions chimiques.
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Pile saline
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Pile alcaline
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Schéma
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Anode
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Réducteur
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Récipient de zinc
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Poudre de zinc
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Collecteur
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Tige métallique
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Cathode
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Oxydant
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Dioxyde de manganèse MnO2 + poudre de carbone
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Dioxyde de manganèse MnO2 + poudre de carbone
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Collecteur
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Graphite
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Récipient en acier
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Electrolyte
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Chlorures d'ammonium et de zinc gélifiés
(composé ionique appelé autrefois sel d'où le nom de Saline)
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Solution aqueuse d'hydroxyde de potassium (Potasse)
(le potassium étant un Métal Alcalin d'où le nom d'Alcaline)
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Milieu
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Acide
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Basique
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Espèces chimiques présentes
Réducteurs
Oxydants
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C (inattaquable), Zn, H2O, Cl-, NH4+, H3O+, MnO2
Cl-, H2O, NH4+, Zn
H3O+, MnO2
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Fe, Zn, H2O, K+, OH-, MnO2
OH-, Fe, Zn
K+, H2O, MnO2
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Evolution
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Oxydation du zinc à l'anode
Zn Zn2+ + 2e-
Réduction du MnO2 à la cathode
MnO2 + H3O+ + e- MnO(OH) + H2O
(manganite)
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Oxydation du zinc à l'anode
Zn + 4OH- Zn(OH)42- + 2e-
Réduction du MnO2 à la cathode
MnO2 + H2O + e- MnO(OH) + OH-
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Remarques
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L'électrode de zinc est rongée.
De l'hydrogène se forme sur l'électrode de graphite. La pile se polarise. le dioxyde de manganèse (dépolarisant) "s'empare" de l'hydrogène et permet un meilleur passage du courant.
L'enveloppe de zinc s'amincit au cours du temps et finit par percer.
La poudre de carbone à la cathode permet une meilleure circulation car le MnO2 est mauvais conducteur
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Plus étanche que la saline car le zinc ne constitue plus le boîtier.
Elle a une durée de vie supérieure car sa quantité d'oxydant (MnO2) est plus importante.
Le zinc est meilleur réducteur en poudre qu'en plaque
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Fem
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1,5 V
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1,5 V
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Temps de décharge
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20 à 25 heures.
Se décharge de manière régulière
d e 1,5 V à 0 V
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50 à 60 heures.
Se décharge de 1,5 V et 1,2 V au bout d'une dizaine d'heures, puis sa tension reste constante à 1,2 V une quarantaine d'heures, avant de décroître régulièrement entre 1,2 V et 0 V
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